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2014 年度 実施状況報告書

確率最適輸送問題の一般化と平均場ゲームの研究

研究課題

研究課題/領域番号 26400136
研究機関津田塾大学

研究代表者

三上 敏夫  津田塾大学, 学芸学部, 教授 (70229657)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード確率最適輸送問題
研究実績の概要

シュレディンガー汎関数方程式がコスト関数がノルムの2乗の場合の確率最適輸送問題のガトー微分の方程式であること、及びモンジュ・アンペール方程式がコスト関数がノルムの2乗の場合の最適輸送問題のガトー微分の方程式であることを示した。
電子メールによる議論の末、海外共同研究者のKansas 大学Jin Feng氏と共に、シュレディンガー汎関数方程式の解の終期分布に関する可測性の研究を関数解析的なアプローチにより開始した。
確率最適輸送問題の有限性の問題を考えた時、コスト関数がノルムの2乗の場合は、確率最適輸送問題は、初期値分布と終期分布を固定した場合のエントロピー最小化問題になる。この場合に、対数ソボレフ不等式による評価の方が我々が以前得た結果より良いことを示した。これは、我々の以前のアプローチが時間について対称なために初期分布と終期分布の効果を考慮せざるおえなかったのに対して、対数ソボレフ不等式によるアプローチは、終期分布の効果のみを考えれば良いためである。ただし、我々のプローチは一般的なコスト関数に対して適応できるという点で優れている。また、Fokker-Planck方程式に関して、同様の問題を考えた。もっとも、この結論は、我々の確率最適輸送問題の定式化が時間に対して完全には対称でないことも示しており、問題自身の定式化の再考という新たな課題を示唆した。さらに、空間次元が1次元の最適輸送問題において、コスト関数が凹の場合の最小解からなる独立確率変数列を考え、それから作られるランダムな経験分布の中心極限定理、さらには、極限分布としてピン留めされた1次元ブラウン運動の範囲が出てくることを示し、その確率分布関数を求めた。特に、テータ関数の変換公式を用いて、2つの表現を与えると共に、逆に、確率論的な考察と偏微分方程式による考察からテータ関数のある種の変換公式が示されることも証明した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画にあるシュレディンガー汎関数方程式の解の終期分布に関する可測性の問題が、海外共同研究者の協力により開始した。また、この過程で、新たな課題や予想外の研究成果を得ることができた。

今後の研究の推進方策

研究計画にあるシュレディンガー汎関数方程式の解の終期分布に関する可測性の問題を海外共同研究者の協力により発展させたい。平均場理論を考慮しながら確率最適輸送問題の新たな定式化を考えたい。平均場理論、確率最適輸送問題と整数論の関係についてさらに研究を進めたい。

次年度使用額が生じた理由

26年度は、先方の健康上の理由により、海外共同研究者のJin Fneg氏と実際に会って研究連絡することができなかったため。

次年度使用額の使用計画

27年度は、海外共同研究者のJin Fneg氏と実際に会って研究連絡するつもりである。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 確率最適輸送問題の2点確率境界値問題への応用2015

    • 著者名/発表者名
      T.Mikami
    • 雑誌名

      理論応用力学講演会 講演論文集, 第63回理論応用力学講演会

      巻: 63 ページ: OS15-01-02

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Two end points boundary value problems on stochastic optimal transportation and Fokker-Planck equation2015

    • 著者名/発表者名
      Toshio Mikami
    • 学会等名
      SIAM Conference on Control and Its Applications
    • 発表場所
      Maison de la Mutualite, Paris, France
    • 年月日
      2015-07-08 – 2015-07-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Reachability of the Fokker-Planck Equation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mikami
    • 学会等名
      第 12 回浜松偏微分方程式 研究集会
    • 発表場所
      静岡大学工学部
    • 年月日
      2014-12-23 – 2014-12-24
    • 招待講演
  • [学会発表] 双対定理による確率最適輸送問題の周辺分布問題への応用2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mikami
    • 学会等名
      HE NINTH MEETING ON PROBABILITY AND PDE
    • 発表場所
      津田塾大学
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 確率最適輸送問題の2点確率境界値問題への応用2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mikami
    • 学会等名
      第63回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-28
    • 招待講演

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公開日: 2016-05-27  

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